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公開番号2024018467
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-08
出願番号2022121828
出願日2022-07-29
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20240201BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】接合不良を有しない半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体チップから離間して配設された金属フレームと、第1接合材を介し前記半導体チップと接続され、第2接合材を介し前記金属フレームと接続された金属コネクタと、を備え、前記金属フレームは、前記第2接合材が配設された配設面と、該配設面に隣接し該配設面に対し所定角度で傾斜した傾斜面と、を備え、前記金属コネクタは、前記第1接合材に接続され一方の端部となる第1部分と、該第1部分に一体的に接続され前記金属フレームに向かって立ち上がるように形成された第2部分と、該第2部分に一体的に接続され他方の端部となる第3部分と、該第3部分に形成され前記第2接合材と接続された接続面と、該第3部分に形成され該接続面に隣接し前記金属フレームの前記傾斜面に対向する他端側面と、該他端側面に開口するとともに該第3部分の厚さ方向に貫通した切り欠きと、を備える半導体装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
電極を有する半導体チップと、
該半導体チップの前記電極上に設けられた第1接合材と、
前記半導体チップから離間して配設された金属フレームと、
該金属フレーム上に設けられた第2接合材と、
前記第1接合材を介して前記半導体チップと接続され、前記第2接合材を介して前記金属フレームと接続された金属コネクタと、を備え、
前記金属フレームは、前記第2接合材が配設された配設面と、該配設面に隣接し該配設面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面と、を備え、
前記金属コネクタは、前記第1接合材に接続され一方の端部となる第1部分と、該第1部分に一体的に接続され前記金属フレームに向かって立ち上がるように形成された第2部分と、該第2部分に一体的に接続され他方の端部となる第3部分と、該第3部分に形成され前記第2接合材と接続された接続面と、該第3部分に形成され該接続面に隣接し前記金属フレームの前記傾斜面に対向する他端側面と、該他端側面に開口するとともに該第3部分の厚さ方向に貫通した切り欠きと、を備える半導体装置。
続きを表示(約 460 文字)【請求項2】
前記金属フレームの前記傾斜面と前記金属コネクタの前記他端側面とが対向する方向と前記厚さ方向とに直交する方向を、前記金属コネクタの幅方向とし、
該金属コネクタは、前記第3部分の該幅方向における長さが前記第1部分の該幅方向における長さよりも大きく設定されており、前記第1部分の重量よりも該第3部分の重量が大きい請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記金属フレームの前記傾斜面と前記金属コネクタの前記他端側面とが対向する方向において、前記金属コネクタの前記切り欠きの長さは、前記金属フレームの前記傾斜面と前記金属コネクタの前記他端側面との間の距離よりも長い、請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記電極は、ゲート電極であり、前記金属コネクタは、ゲートコネクタである請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記切り欠きは、平面視した前記金属コネクタにおいて矩形、半円、又はV字形状である請求項1に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、Si半導体チップ等を銅等で形成されたリードフレーム、及びゲートコネクタを含む各種のコネクタに半田等の接合材を用いて接合してから樹脂でモールド封止して製造される半導体パッケージでは、接合工程で半田を加熱接着させるリフロー炉が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010-123686号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
リフロー炉内で半導体チップに対して例えばゲートコネクタを接合する際、ゲートコネクタのリードフレーム接続側の端部における側面と該側面に対向するリードフレームの傾斜面との間に、該側面に溶融して回り込んだ半田の表面張力が発生する場合がある。そして、該表面張力がゲートコネクタに作用することで、ゲートコネクタのリードフレーム接続側が下方に向かって引っ張られることがある。その結果、ゲートコネクタの半導体チップに接続する側が浮き上がる現象、所謂マンハッタン現象が発生して、ゲートコネクタと半導体チップとの接合不良を起こす可能性がある。
【0005】
よって、ゲートコネクタのマンハッタン現象による接合不良を有しない半導体装置を提供するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の半導体装置は、電極を有する半導体チップと、該半導体チップの前記電極上に設けられた第1接合材と、前記半導体チップから離間して配設された金属フレームと、該金属フレーム上に設けられた第2接合材と、前記第1接合材を介して前記半導体チップと接続され、前記第2接合材を介して前記金属フレームと接続された金属コネクタと、を備え、前記金属フレームは、前記第2接合材が配設された配設面と、該配設面に隣接し該配設面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面と、を備え、前記金属コネクタは、前記第1接合材に接続され一方の端部となる第1部分と、該第1部分に一体的に接続され前記金属フレームに向かって立ち上がるように形成された第2部分と、該第2部分に一体的に接続され他方の端部となる第3部分と、該第3部分に形成され前記第2接合材と接続された接続面と、該第3部分に形成され該接続面に隣接し前記金属フレームの前記傾斜面に対向する他端側面と、該第3部分に形成され該他端側面に開口するとともに該第3部分の厚さ方向に貫通した切り欠きと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1は、本実施形態の半導体装置を示す斜視図である。
図2は、本実施形態の半導体装置を示す断面図である。
図3は、本実施形態の半導体装置を示す平面図である。
図4は、金属コネクタの第3部分に形成された半円状の切り欠きを説明する平面図である。
図5は、金属コネクタの第3部分に形成されたV字状の切り欠きを説明する平面図である。
図6は、金属コネクタが切り欠きを備えていない場合における、マンハッタン現象による金属コネクタと半導体チップとの接合不良を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本実施形態の半導体装置1は、図1~図3を参照して概説すると、第1リードフレーム10と、第2リードフレーム12と、第3リードフレームである金属フレーム30と、第1導電部材であるソースコネクタ40と、第2導電部材である金属コネクタ5と、複数の電極を備える半導体チップ14と、半導体チップ14を保護する封止材19と、を備えている。なお、図1~図3において、半導体装置1の内部構造をわかりやすくするために、封止材19は2点鎖線で示している。
【0009】
以下、半導体装置1の各部について詳述する。以下の説明では、X軸Y軸Z軸直交座標系を用いる。X軸方向は、+X方向と-X方向とを含む。Y軸方向は、+Y方向と-Y方向とを含む。Z軸方向は、+Z方向と-Z方向とを含む。図1~図3に示すように、第1リードフレーム10における本体部101から半導体チップ14に向かう方向を上方向(+Z方向)とする。上方向の反対方向を下方向(-Z方向)とする。X軸Y軸平面内(水平面内)において金属コネクタ5から金属フレーム30に向かう方向を+X方向とし、+X方向の反対方向を-X方向とする。第2リードフレーム12から金属フレーム30に向かう方向を+Y方向とし、+Y方向の反対方向を-Y方向とする。
【0010】
図1~図3に示す平面視矩形板状の半導体チップ14は、本実施形態では、シリコンを母材とするMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)であるが、これに限定されない。即ち、半導体チップ14は、例えば、縦型IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、縦型ダイオード、又は他の半導体チップであっても良い。また、半導体チップ14は、SiC、GaNのような、シリコンと異なる化合物を母材としていてもよい。半導体チップ14は、第1リードフレーム10の本体部101上に、例えば銅ブロック102を挟んで配置されている。
(【0011】以降は省略されています)

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